El Tamiz

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El detector de neutrinos Super-Kamiokande

Hace algún tiempo, en la serie Esas maravillosas partículas, hablamos acerca de los neutrinos y de cómo es muy difícil detectarlos, pues apenas interaccionan con el resto de la materia. Hoy quiero compartir algunas fotos de un detector de neutrinos japonés, el Super-Kamiokande, que me han dejado impresionado.

Este observatorio está situado a un kilómetro de profundidad, en una mina abandonada (la de Mozumi) cerca de la ciudad de Hida, en Gizu, Japón. Los detectores de neutrinos se suelen situar a gran profundidad para evitar detectar otras partículas. Pero claro, no es posible detectar los neutrinos directamente, de ahí la construcción de sistemas tan sofisticados como éste para descubrir trazas de su paso.

El Super-Kamiokande es absolutamente impresionante: es un depósito de agua que contiene 50.000 toneladas de agua. Los neutrinos que provienen del Sol (y, si has leído el artículo de estas partículas, sabes que nos atraviesa una cantidad ingente cada segundo) penetran en la Tierra y llegan al depósito. Casi todos ellos lo atraviesan sin siquiera notar que está ahí pero, de vez en cuando, alguno (por pura suerte) choca con un electrón del agua o con un núcleo atómico, y lo lanza despedido.

Los electrones que salen disparados por estos choques se mueven muy rápido. Pero muy, muy rápido: más rápido que la luz en el agua. Naturalmente, esto sigue siendo más lento que la luz en el vacío (nada puede moverse más rápido), pero cuando un objeto se mueve más rápido que la luz en un medio pasa algo parecido a lo que ocurre cuando un objeto se mueve más rápido que el sonido en un medio, es decir, cuando se rompe la barrera del sonido…sólo que, en vez de un estampido sonoro, se produce radiación luminosa, que se denomina radiación de Cherenkov.

Ahí está la segunda parte del observatorio: como verás en las fotos, las paredes del Super-Kamiokande están cubiertas de 11.200 tubos fotomultiplicadores, que son tan extraordinariamente sensibles que pueden detectar fotones individuales. Claro, aunque hay muchísimos neutrinos atravesando la piscina, sólo unos pocos chocan con algo, y sólo hay unos pocos fotones emitidos en forma de radiación de Cherenkov, de modo que hace falta una gran precisión para poder detectarlos.

En 2001, un accidente hizo que varios miles de tubos multiplicadores se rompieran: por alguna razón, unos pocos estallaron, y la onda de choque que generaron fue rompiendo los de alrededor. Durante 2005 y 2006 se han instalado casi 6.000 tubos nuevos, y el resultado es el que vas a ver ahora…Tenemos la suerte de que se han sacado fotos en la reconstrucción antes de llenarlo de agua, de modo que vemos cosas que normalmente no veríamos. No tengo palabras.

En esta primera imagen puedes ver el Super-Kamiokande vacío. ¡Fíjate en el tamaño! La piscina es cilíndrica y tiene unos 39 metros de diámetro:

Super-Kamiokande vacío

Aquí tienes otra foto del depósito vacío, pero esta vez mirando hacia arriba…tiene 41 metros de profundidad, lo mismo que 23 piscinas olímpicas una en el fondo de la otra:

Super-Kamiokande vacío

Probablemente mi favorita, en esta imagen puedes hacerte una idea del tamaño mirando el bote de los científicos que están examinando el detector de neutrinos, cuando lo han empezado a llenar de agua (aún tiene muy poca):

Super-Kamiokande casi vacío

Y, finalmente, una imagen tomada desde la trampilla superior cuando el depósito está ya casi lleno de agua:

Super-Kamiokande lleno

Espero que te hayan parecido tan impresionantes como a mí. Descubrir los secretos del Universo no está reñido con tener un “laboratorio” tan bello como los secretos que se quieren descubrir.

Puedes ver más imágenes del observatorio a una resolución increíble aquí: http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/gallery/index-e.html.

Nota: El crédito de todas las imágenes es de Kamioka Observatory, ICRR(Institute for Cosmic Ray Research), The University of Tokyo, y las imágenes se muestran con permiso explícito del Kamioka Observatory.

Ciencia, Física, Imágenes

11 comentarios

De: Nikolai
2007-07-05 21:28:15

Pues que me preguntaba como detectaban los neutrinos.
uno se pone a pensar con una construcciones tan maravillosa como esta y muchas otras...
¿desentrañar el universo mismo y todo para que?...
sin embargo el hombre siempre tendrá mucha curiosidad sobre todas cosas...

De: kult18
2007-07-06 10:39:48

Unas excelentes imágenes. Podrías hacer un breve repaso de los detectores de partículas más importantes del mundo e ir explicando su funcionamiento. Creo que sería muy interesante.

De: Vaughamm
2007-07-06 11:18:02

¿Es agua pesada?
En cualquier caso no creo que haya muchas piscinas más caras que ésta, je je

De: Pedro
2007-07-06 14:06:11

kult18, buena idea - a ver si me pongo con ello, tengo tantas series abiertas que pierdo la pista, pero me acordaré.Vaughamm, creo que no, que es agüita normal, pura y cristalina. Pero, eso sí...¡quién pudiera bucear ahí!

De: xx32
2008-07-01 15:44:47

¿Por qué el agua está de color azul??


De: francisco Alfonso
2009-08-26 15:32:56

bueno, el tema no es para neofitos. no obstante creo que estos articulos son por demas instructivos, vaya mis congratulaciones por paginas com esta


De: Octavio López
2009-10-04 22:14:55

Probablemente si sea agua pesada, ya que es D2O, lo que implica que hay más átomos por molécula y por ende más electrones por litro de agua lo que nos daría mas probabilidad de que choquen los neutrinos y se produzca su detección.


De: Jkn
2011-06-15 05:27:18

Buenas y buen artículo. Es interesante este tipo de cosas. Por lo que he leído sí que es agua pesada, D2O o 2H2O, los átomos de hidrógeno son sustituidos por deuterio,que pesa más, o el hidrógeno se duplica lo que hace que sea más densa y cómo han dicho antes hay más átomos por molécula y más electrones, lo que facilita la detección de los neutrinos al chocar. Es curioso al menos. Saludos.


De: El detector de neutrinos Super-Kamiokande
2011-07-20 12:50:58

[...] El detector de neutrinos Super-Kamiokande   eltamiz.com/2007/07/05/el-detector-de-neutrinos-super-kam...  por minimarc hace 3 segundos [...]


De:
2012-07-17 21:22:06

Gracias por la explicación y las fotos. Me han gustado bastante. Sabía que existía el detector, pero no recuerdo haber visto fotos.


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